ENVIRONMENTAL PLACEMENT AND THE RESUMPTION OF MOUNTAIN CEDAR FORESTS OF TRANS-BAIKAL TERRITORY ON GROUPS OF FOREST TYPES

Бобринев В.П.¹, Пак Л.Н.²

¹ Кандидат сельскохозяйственных наук, ² ORCID: 0000-0002-3635-8675, Кандидат сельскохозяйственных наук, Институт природных ресурсов, экологии и криологии СО РАН

ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ РАЗМЕЩЕНИЕ И ВОЗОБНОВЛЕНИЕ ГОРНЫХ КЕДРОВНИКОВ ЗАБАЙКАЛЬСКОГО КРАЯ ПО ГРУППАМ ТИПОВ ЛЕСА

Аннотация

Рассмотрено возобновление горных кедровников в Забайкальском крае под пологом материнских насаждений по группам типов леса. Выявлены определенные закономерности экологического размещения типов леса и возобновления с учетом температуры, влажности и механического состава почвы, а так же экспозиции склона.

Ключевые слова: Забайкальский край, кедр сибирский, возобновление, размещение, группы типов леса.

 

Bobrinev V.P. ¹, Pak L.N. ²

¹ PhD in Agriculture, ² ORCID: 0000-0002-3635-8675, PhD in Agriculture, Institute of Natural Resources, Ecology and Cryology SB RAS

ENVIRONMENTAL PLACEMENT AND THE RESUMPTION OF MOUNTAIN CEDAR FORESTS OF TRANS-BAIKAL TERRITORY ON GROUPS OF FOREST TYPES

Abstract

The resumption of mining of the Siberian pine forest in the Chita region under the canopy of parent stands by forest type groups is considered. Certain patterns of ecological host forest types and renewal taking into account temperature, humidity and mechanical composition of the soil, and slope exposure are identified.

Keywords: Trans-Baikal territory, Siberian cedar, resume, placement, groups of forest types.

В Забайкальском крае проходит восточная граница ареала кедра сибирского (Pínus sibírica) (рис. 1). Здесь распространены горные  кедровники, которые занимают: 1. Верхнегорный пояс (1000-1400 м над уровнем моря) и образуют как чистые насаждения, так и насаждения с примесью лиственницы Гмелина (Lárix gmélinii), Чекановского (Lárix czekanovskii) и сибирской (Lárix sibírica), сосны обыкновенной (Pínus sylvéstris), пихты сибирской (Ábies sibírica), ели сибирской (Pícea obováta); 2. Предгольцовый пояс (свыше 1400 м над уровнем моря) и произрастают в виде редколесья с участием кедрового стланика [1, 2, 3].

Общая площадь горных кедровых лесов края по последним данным составляет около 4 % лесопокрытой площади (около 1 млн. га) (табл. 1). Средний возраст кедровых древостоев в крае составляет 144 года, средний запас 189,9 м³/га. Возрастная структура насаждений неравномерна: молодняки занимают 20,7 %, средневозрастные -  61,3 %, приспевающие – 9,4 % перестойные – 8,6 %. В основном преобладают кедрачи с полнотой 0,4-0,6. Наиболее распространенными являются древостои III-IV классов бонитета в верхнегорном поясе и V-Vа классов бонитета в предгольцовом поясе.

Рис. 1 - Ареал кедра сибирского в Забайкальском крае

Таблица 1 - Распределение кедровых лесов по лесничествам

В горах Забайкальского края происходит изменение микроклимата в зависимости от вертикальной поясности, экспозиции и крутизны склонов, что обуславливает большое разнообразие кедровых древостоев по группам типов леса. Каждая группа типов леса кедра сибирского занимает определенную площадь (табл. 2), где формируется состав насаждения, полнота, осуществляется рост, развитие, семеношение и естественное возобновление кедра.

Таблица 2 - Распределение площадей кедровых лесов по группам типов леса

В последние десятилетие кедровые леса постепенно деградируют под действием пожаров, ветровалов, повреждений вредителями (шелкопрядами), самовольных порубок, поэтому естественное возобновление кедра является одной из наиболее важных и сложных проблем края.

Цель исследований состояла в изучении размещения групп типов леса и процессов возобновления кедра сибирского под пологом леса верхнегорного и предгольцового поясов Забайкальского края.

В статье использованы материалы, полученные в ходе полевых исследований 2002-2015 гг. при изучении лесов бассейна оз. Байкал. Объектом исследований явились указанные в таблице 2  группы типов леса кедра сибирского Забайкальского края.   В каждой группе типов леса под пологом материнского насаждения были заложены пробные площади [4].

На пробных площадях проводили учет естественного возобновления по высоте и состоянию подроста. Подрост по высоте делили на мелкий (10-50 см), средний (51-150 см), крупный (более 151 см).  Мелкий и средний подрост переводили в крупный путем умножения на коэффициенты -  0,6 и 0,8 соответственно. Подрост по состоянию делили на жизнеспособный, сомнительный и нежизнеспособный. К жизнеспособному подросту относили молодое поколение кедра высотой более 10 см, с густым охвоением ветвей, зеленой хвоей, с годичным ростом в высоту более 4 см, со здоровыми верхушечными и боковыми почками. К сомнительному подросту относили подрост высотой более 10 см, с редкой, поврежденной  хвоей, с одной верхушечной почкой. К нежизнеспособному подросту относили самосев с годичным ростом в высоту до 3 см, с укороченной или поврежденной хвоей, бледно-зеленого цвета, с отмершими нижними боковыми ветвями, изреженной односторонне развитой кроной. Проведено описание и учет травяного покрова, мхов.

В каждой группе типов леса определяли  эдафические, топографические и климатические факторы. На основании изучения данных факторов была составлена схема экологических  ареалов размещения групп типов леса (рис. 2). Ниже приводится описание процессов возобновления по группам типов леса.

Кедровник предгольцовый произрастает в условиях сурового климата (по хребту Кодар). Эта группа типов леса произрастает на верхней границе распространения лесной растительности при переходе от верхнегорного к предгольцовому поясам. Под этой группой формируются торфянисто-перегнойные, перегнойно-подзолистые, щебенчатые слаборазвитые оглеенные почвы. Древостои кедра разрежены, разновозрастные, низкой производительности, V-Vа классов бонитета. Хвоя укороченная - 5-6 см длиной. Шишки мелкие, длиной 4-5 см. Средняя продолжительность кедра 180-240 лет. Для предгольцовых кедровников характерна структура подчиненных ярусов и куртинное размещение древостоя.

Рис. 2 - Схема оптимальных экологических ареалов кедровых групп типов леса в Забайкальском крае

На прогалинах и под пологом изреженных насаждений встречается разновозрастный подрост кедра в количестве 200-400 шт. на 1 га, лиственницы 800-1100 шт. на 1 га. Возобновление кедра неудовлетворительное.  В подлеске встречается кедровый стланик, береза круглолистная (Betula rotundifolia), низкая (Betula humilis) и Миддендорфа (Betula middendorffii), ивы, ольховник (Duschekia), рябина сибирская (Sorbus sibirica), спирея средняя (Spiraea media), шиповник иглистый (Rósa aciculáris), жимолость съедобная (Lonicera edulis), можжевельник сибирский (Juniperus sibirica) и даурский (Juniperus davurica)  и другие кустарники. Подлесок редкий и плохо развит. Живой напочвенный покров размещается мозаично и компактно.

Встречаются типичные виды: арктоус альпийский (Arctous alpina), брусника обыкновенная (Rhodococcum vitis-idaea), голубика обыкновенная  (Vaccinium uliginosum), осоки  и  другие растения.  Местами произрастает лишайниковый покров с преобладанием кладонии альпийской (Cladonia alpicola). В местах избыточного увлажнения произрастают сфагновые мхи (Sphágnum). Среди всех групп типов леса предгольцовые кедровники с примесью лиственницы Гмелина и кедровым стлаником являются пионерами в освоении горных хребтов. Эта группа типов леса имеет большое водоохранное и почвозащитное значение.

Кедровник лишайниковый занимает водоразделы и пологие части верхних частей склонов (100-1600 метров над уровнем моря). Почвы слабооподзоленные, скелетные. Состав насаждений 9К1П (пихта). Насаждения Vа класса бонитета. Подрост состоит из кедра и пихты. Возобновление кедра хорошее,  подроста встречается до 3,5-6,5 тыс. шт. на 1 га. В подлеске единично встречается береза Миддендорфа, кедровый стланик, ольховник кустарниковый, шиповник даурский (Rosa davurica), рододендроны золотистый (Rhododéndron auréum) и даурский (Rhododendron dauricum), жимолость съедобная. В травяном покрове участками произрастают: брусника, голубика, бадан толстолистный (Bergenia crassifolia), грушанка круглолистная (Pyrola rotundifolia), осоки и другие растения. Моховой покров обильный. Состоит из кладонии и зеленых мхов. Кедровники имеют водоохранное и охотопромысловое значение.

Кедровник бадановый произрастает на склонах преимущественно северной экспозиции на высоте 900-1400 метров над уровнем моря. Почвы горные, слабооподзоленные, хорошо дренированные. Состав насаждения 7К2Л1П, IV класс бонитета. Подрост редкий, состоит из кедра и пихты. Подроста кедра встречается  в количестве 1,0-1,5 тыс. шт. на 1 га (возобновление среднее). Подлесок не развит, представлен единичными экземплярами кедрового стланика, жимолости съедобной, ольховника кустарникового, шиповника даурского, рододендрона даурского. В травяном покрове господствует бадан, линнея северная (Linnaea borealis), осоки,  грушанка копытолистная (Pyrola asarifolia), хвощ лесной (Equisetum sylvaticum), седмичник европейский (Trientalis europaea). Моховой покров представлен зелеными мхами. Лишайники произрастают отдельными участками. Тип леса имеет водоохранное, почвозащитное, орехопромысловое и охотопромысловое значение.

Кедровник рододендровый встречается на южных пологих склонах средней крутизны. Почвы горные лесные, средне или слабоподзолистые. Гумусовый горизонт незначительный. Кедр в составе насаждения представлен 5-9 единицами. Редко встречается лиственница, сосна, береза. Насаждения III класса бонитета, полнотой 0,5-0,7. Возобновление кедра удовлетворительное, подроста встречается до 3,0 тыс. шт. на 1 га. Подроста сосны и лиственницы мало. Подлесок хорошо развит. В нем преобладает рододендрон даурский, местами встречается можжевельник сибирский, жимолость съедобная, спирея средняя. Травяной покров средней густоты. Он состоит из брусники, багульника болотного (Ledum palustre), майника двулистного (Maianthemum bifolium) и других растений.  Небольшими участками, в виде пятен, встречаются мхи: Шребера (Pleurozium Schreberi Mitt.), блестящий (Hylocomium splendens), гребенчатый  (Ptilium crista-castrensis) и другие, а так же лишайники: кладония лесная  (Cladonia sylvatica (L.) Hоffm.) и тонкая (Cladonia tenuis). Эта группа типов леса имеет почвозащитное и орехопромысловое значение.

Кедровник брусничный расположен на склонах средней крутизны. Почвы горные лесные, слабо оподзоленные, щебенчатые, суглинистые на делювии горных пород. Увлажнение среднее, преимущественно атмосферное.  Местами встречается многолетняя мерзлота на глубине 0,8-1,3 метра. В составе насаждения около 9 единиц кедра, редко встречается лиственница, береза и пихта. Насаждения  III класса бонитета, полнотой 0,5-0,7. Возобновление кедра недостаточное, подроста кедра встречается до 1 тыс. шт. на 1 га. Подлесок редкий, состоит из жимолости съедобной, шиповника даурского, иглистого и спиреи средней (Spiraea media). В живом напочвенном покрове преобладает брусника, местами встречается бадан, багульник болотный, линнея северная. На небольших участках произрастает сфагнум. Кедровник брусничный имеет водоохранное, почвозащитное и орехопромысловое значение.

Кедровник разнотравный занимает склоны и днища небольших падей, истоки мелких рек и ручьев, временно избыточно увлажненные ложбины. Почвы дерново-лесные неоподзоленные или слабо оподзоленные, суглинистые на делювии кристаллических пород. Горизонт А высокогумусированный. В составе древостоя 7-9 единиц кедра, единично встречаются лиственница, пихта. Насаждения  II класса бонитета, полнотой 0,5-0,8. Возобновление кедра удовлетворительное, подроста встречается до 2,5-3,0 тыс. шт. на 1 га. Восстановление коренных кедровников после пожара в разнотравной группе типов леса завершается спустя 140-160 лет. Подрост кедра расположен куртинами, возобновление хорошее. Среди подроста встречается береза. В производных  березняках растут кедр и ель. Подлесок редкий, состоит из жимолости съедобной и Турчанинова (Lonicera turczaninowii), рябины сибирской, малины сахалинской (Rubus sachalinensis), спиреи средней, можжевельника сибирского и даурского. В травяном покрове преобладают злаки, борец высокий (Aconitum excelsum), орляк обыкновенный (Pterídium aquilínum), майник двулистный (Maianthemum bifolium), грушанка круглолистная (Pyrola rotundifolia), хвощ лесной, подмаренник северный (Galium borealе), василистник обыкновенный (Thalictrum minus), вороний глаз (Paris quadricfolia), чемерица Лобеля (Verátrum lobelliánum), сныть обыкновенная (Aegopódium podagrária). Моховой покров представлен отдельными пятнами возле стволов деревьев, пней и на сгнивших валежниках. Тип леса имеет водоохранное, склоноукрепляющее, орехопромысловое и охотопромысловое значение.

Кедровник ольховниковый занимает довольно крутые склоны теневых экспозиций, средние и нижние части речных ключей. Почвы горные лесные оподзоленные или неоподзоленные, суглинистые, щебенчатые с развитым гумусовым горизонтом. Увлажнение атмосферное. Это самый продуктивный тип леса после разнотравного, класс бонитета II-III, полнотой 0,5-0,8. В насаждениях 5-7 единиц кедра. Подроста кедра встречается мало, до 1 тыс. шт. на 1 га, возобновление неудовлетворительное. Преобладает береза и лиственница. После пожара происходит смена кедра на березово-лиственничные насаждения. Подлесок хорошо развит. В нем преобладает ольховник кустарниковый, ивы, яблоня сибирская (Malus baccata), смородины красная (Ríbes rúbrum) и черная (Ríbes nígrum), жимолость съедобная, рододендрон даурский. Живой напочвенный покров имеет среднюю густоту. В нем встречаются злаки: борец высокий (Aconitum excelsum), брусника, голубика, багульник болотный. Зеленые мхи произрастают как сплошь, так и пятнами. Эта группа типов леса имеет почвозащитное и орехопромысловое значение.

Кедровник багульниковый занимает пологие склоны северной экспозиции на высоте 900-1200 метров над уровнем моря. Почвы горные лесные сильно оподзоленные, встречается сезонная и вечная мерзлота. Состав насаждения 8К1Л1Б, IV-V класса бонитета. Подрост произрастает куртинами. Возобновление  кедра  удовлетворительное, до 2,0-3,5 тыс. шт. на 1 га. Подлесок представлен единичными экземплярами рябины сибирской, жимолости съедобной, ольховника кустарникового, шиповника даурского. Травяной покров состоит из багульника болотного, брусники, осоки и других растений. Моховой покров сплошной, представлен мхами Шребера и перистым мхом. Этот тип леса имеет большое орехопромысловое значение.

Кедровник зеленомошный произрастает на склонах всех экспозиций на высоте 900-1400 метров над уровнем моря. Почвы горные лесные, среднеоподзоленные. Состав насаждения 9К1Л. Насаждения III-IV класса  бонитета. Подрост состоит из кедра, ели, пихты. Возобновление кедра хорошее, до 6 тыс. шт. на 1 га. Подлесок развит слабо. Редко встречается береза Миддендорфа, ольховник кустарниковый, кедровый стланик. Травянисто-кустарниковый ярус занимает 50% поверхности почвы, в котором преобладает: брусника, осока, черника, грушанка, хвощ, майник и другие растения. Моховой покров сплошной. Состоит из мха Шребера, перистого и дикранума (Dicranum). Хозяйственное значение данного типа леса – водоохранное, почвозащитное и орехопромысловое.

Кедровник сфагновый занимает плоские и слегка вогнутые полузамкнутые понижения, вершины и отроги хребтов, верховья падей и ключей. Почвы горные торфяно-глеевые, сильно скелетированы с щебнем кристаллических пород. Данная группа типов леса имеет избыточное увлажнение за счет притоки воды со склонов. Мерзлота встречается на глубине 50-70 сантиметров. Насаждения V класса бонитета, полнотой 0,3 – 0,5. В насаждениях преобладает кедр. Возобновление  кедра  удовлетворительное, до 1,8-2,0 тыс. шт. на Подлесок средней густоты, представлен березой круглолистной (Betula rotundifolia), ивой, жимолостью съедобной, курильским чаем (Pentaphylloides fruticosa (L.)). В понижениях почвенный покров состоит из сплошного ковра сфагновых и зеленых мхов. На возвышенных участках произрастают: осоки, багульник болотный, голубика, брусника, линнея северная, княженика (Rúbus árcticus), хвощ болотный (Equisetum palustre L). Этот тип леса имеет почвозащитное, водоохранное и орехопромысловое значение.

Кедровник ерниковый произрастает в верхнегорном поясе на пологих северных, восточных и западных склонах гор. Почвы мерзлотные, горно-тундровые. Низкая температура и постоянный избыток влаги в почве замедляют разложение растительного опада и способствуют образованию торфянистого горизонта. Мерзлоты встречаются на глубине 40 - 50 см. Полнота древостоя 0,4 – 0,6, класс бонитета V. В редких зарослях ерника подрост кедра встречается в количестве 1,0 – 1,2 тыс. шт. на 1 га. В ерниковых зарослях возобновление кедра отсутствует. Возобновление кедра неудовлетворительное. В древостое единично произрастает береза и лиственница. В подлеске встречается береза круглолистная, можжевельники даурский и сибирский, жимолость Турчанинова. В травяном покрове небольшими участками произрастают грушанка круглолистная, брусника, багульник болотный и ползучий. Кедровник ерниковый выполняет водоохранную роль, регулирует сток и режим рек.

Продуктивность горных кедровников бывает разная и зависит от типа леса и урожайности (табл. 3).

Таблица 3 - Семенная продуктивность горных кедровников

Определенное влияние на возобновление кедра под пологом леса оказывает возраст насаждения и полнота. Как правило, чем моложе насаждение, тем выше полнота. Средневозрастные кедровые леса имеют высокую полноту 0,6 – 0,8. Общее количество подроста кедра в таких насаждениях на территории края не превышает 0,5 тыс. шт./га, возобновление неудовлетворительное. В спелых и перестойных насаждениях при средней полноте 0,4 – 0,5 подрост кедра располагается в окнах и имеет высокую жизнеспособность. Возобновление кедра удовлетворительное, до 2 тыс. шт./га. Таким образом, с возрастом уменьшается число перестойных деревьев, а в образовавшихся окнах увеличивается количество подроста кедра.  С повышением полноты уменьшается число и качество подроста кедра во всех типах леса. С увеличением полноты снижается высота подроста (табл. 4). Оценку возобновления кедра сибирского в крае можно проводить по разработанной нами шкале (табл. 5).

Таблица 4 – Влияние полноты насаждений на число подроста кедра под пологом леса

Значительное негативное воздействие на подрост кедра оказывают материнские древостои через корневую конкуренцию. Вокруг дерева на расстоянии 5 – 10 метров корни сильно иссушают почву, поэтому подрост растет очень медленно. В окнах на расстоянии 15-20 метров подрост растет в три раза быстрее, чем на расстоянии до 10 метров. На участке в 15-20 метрах от материнского насаждения влажность почвы увеличивается в 1,5 раза, освещенность – 1,8 раза. У кедра поверхностная корневая система, поэтому материнские насаждения перехватывают не только влагу, но и питательные вещества у всходов [5].

Таблица 5 – Шкала оценки возобновления кедра сибирского под пологом леса в различных типах леса

Типологическое разнообразие горных кедровых лесов в Восточном Забайкалье показывает, что они являются широко распространенной в горах формацией, которая в жестких условиях произрастания в различных лесорастительных условиях образует устойчивые древостои. Как правило, на участках с постоянным проточным увлажнением кедр сибирский произрастает с примесью ели, на переувлажненных участках с примесью пихты сибирской. После лесных пожаров кедровники зачастую сменяются лиственными или светлохвойными древостоями. Однако, в таких условиях кедр сохраняет возможность к восстановлению искусственным путем. Продолжительность процесса восстановления кедра на гарях зависит от интенсивности лесных пожаров. На гарях в тех местах, где остались семенные куртины появление молодого поколения происходит в первом десятилетии. С этого возраста формирование кедровников можно осуществлять путем рубок ухода.

Сравнивая литературные источники разных авторов по возобновлению кедра под пологом леса на территории Забайкальского края и наши исследования, можно сделать заключение о том, что наблюдается снижение числа подроста во всех типах леса горных кедровников края.

Выводы:

1. В верхнегорном поясе жизнеспособного подроста кедра под пологом материнских древостоев больше, чем в предгольцовом поясе.
2. В верхнегорном поясе возобновление кедра проходит успешно в бадановом, зеленомошном, разнотравном и брусничном группах типов леса, а в предгольцовом – только в зеленомошной и бадановой.
3. В разнотравных и брусничных группах типов кедровых лесов верхнегорного и предгольцового поясов возобновление кедра проходит слабо.
4. Во влажных группах типов леса (сфагновой, багульниковой, ольховниковой) встречается много нежизнеспособного подроста. Возобновление здесь неудовлетворительное.
5. Оптимальное возобновление кедра под пологом леса наблюдается при полноте 0,5-0,6. С ростом полноты древостоев наблюдается снижение числа подроста кедра.

Литература

1. Бобринев В. П., Пак Л. Н., Фищенко В. В. Кедровые леса Восточного Забайкалья. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2004. 264 с.
2. Зубарев В. М. Кедровые богатства Забайкалья. Чита: Читинское книжное издательство, 1961. 103 с.
3. Новосельцева И. Ф. Типы хвойных лесов юго-западной части Читинской области /Географические аспекты горного лесоведения и лесоводства. Чита: Издательство Забайкальского географического общества СССР, 1967. с. 17 – 19.
4. Судачкова И. Е., Расторгуева Е. Я., Коловский Р. А. Физиология подроста кедра. Физиология подроста кедра. М.: Наука, 1967. 122с.
5. Парамонов Е.Г. Возобновление кедра сибирского под пологом леса в Горном Алтае //Проблемы комплексного использования кедровых лecoв. Томск: ТГУ, 1982, С. 94-98.

References

1. Bobrinev V. P., Pak L. N., Fishchenko V. V. Cedar woods of East Transbaikalia. Novosibirsk: Publishing house of the Siberian Branch of the Russian Academy of Science, 2004. 264 s.
2. Zubarev V. M. Cedar richness of Transbaikalia. Chita: Chita book publishing house, 1961. 103 s.
3. Novoseltseva I. F. Types of coniferous forests of southwest part of the Chita region / Geographical aspects of a mountain lesovedeniye and forestry. Chita: Publishing house of Transbaikal geographical society USSR, 1967. S. 17 – 19.
4. Sudachkova I. E., Rastorguyeva E. Ya., Kolovsky R. A. Fiziologiya of subgrowth of a cedar. Physiology of subgrowth of a cedar. M.: Science, 1967. 122 s.
5. Paramonov E.G. Renewal of a cedar of the wood, Siberian under bed curtains, in Mountain Altai//Problems of complex use of the cedar woods. Tomsk: TGU, 1982, S. 94-98.